汽車空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究樣本

目錄TOC\o"1-2"\h\u3039第1章引言 197551.1.背景及意義 1167641.2.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 25001第2章汽車空調(diào)概述 3188232.1.汽車空調(diào)作用 364152.2.汽車空調(diào)發(fā)展概況 3133462.3.汽車空調(diào)工作環(huán)境及規(guī)定 4274812.4.汽車空調(diào)系統(tǒng)基本構(gòu)成 4317642.5.汽車空調(diào)類型 5306432.6.汽車空調(diào)特點(diǎn) 5185762.7.汽車空調(diào)發(fā)展方向 625400第3章汽車空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 787573.1.汽車空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)擬定 7215803.2.汽車空調(diào)熱負(fù)荷計(jì)算 8238243.3.汽車空調(diào)壓縮機(jī)選型 10248593.4.膨脹閥選型 12183413.5.蒸發(fā)器設(shè)計(jì) 1348593.6.冷凝器設(shè)計(jì) 1928489第4章節(jié)能性分析 22117404.1.原有車輛空調(diào)系統(tǒng)參數(shù)簡(jiǎn)介 2231624.2.原非獨(dú)立式空調(diào)系統(tǒng)特點(diǎn) 2392584.3.非獨(dú)立式空調(diào)系統(tǒng)布置簡(jiǎn)圖 2334.4.當(dāng)前設(shè)計(jì)節(jié)能分析 2489074.5.從客觀使用方面進(jìn)行節(jié)能 2611264第5章總結(jié)與展望 28道謝2926498參照文獻(xiàn) 30引言汽車空調(diào)作用已是總所周知。汽車空調(diào)裝置不再是豪華奢侈象征，不但轎車、客車上采用，貨車、工程車上也紛紛安裝空調(diào)裝置。人們對(duì)空調(diào)需求越來越迫切，對(duì)汽車空調(diào)質(zhì)量規(guī)定也越來越高。近幾年來，國內(nèi)公路大量新建，特別是高速公路迅速發(fā)展，有力帶動(dòng)了公路客運(yùn)事業(yè)特別是高速客運(yùn)事業(yè)迅猛發(fā)展：同步，隨著地球表面日益變暖和人民生活水平提高，增進(jìn)都市公交開始采用空調(diào)客車，這方面因素導(dǎo)致對(duì)客車空調(diào)器需求增大。[1]由于客車車型基本上都是國內(nèi)自行開發(fā)，其空調(diào)系統(tǒng)需國內(nèi)客車廠和空調(diào)器廠自行設(shè)計(jì)，配套。并且如今面臨能源緊缺危機(jī)，如何使汽車空調(diào)更加高效節(jié)能是各個(gè)生產(chǎn)廠商急需解決問題。隨著汽車消費(fèi)群體對(duì)汽車空調(diào)節(jié)能和環(huán)保規(guī)定越來越高，老式汽車空調(diào)單一性舒服性條件已無法滿足人們對(duì)汽車空調(diào)保證原有舒服性基本上節(jié)能和環(huán)保規(guī)定，對(duì)既有汽車空調(diào)進(jìn)行改進(jìn)和改造迫在眉睫。如今諸多技術(shù)人員也在不斷地對(duì)汽車空調(diào)如何節(jié)能做大量研究實(shí)驗(yàn)，當(dāng)前生活中人們除了在室內(nèi)用空調(diào)較多外，出門開車也規(guī)定車內(nèi)溫度，風(fēng)速等舒服性，這一方面體現(xiàn)了社會(huì)生活水平提高，另一方面又顯現(xiàn)出節(jié)能必要性，然而對(duì)于內(nèi)燃機(jī)節(jié)能，提高效率已然是很遙遠(yuǎn)事情了，反而對(duì)于占發(fā)動(dòng)機(jī)功率10%汽車空調(diào)系統(tǒng)，有很大效率提高空間。為了減少全球溫室效應(yīng)，使汽車空調(diào)更加節(jié)能更加環(huán)保，是勢(shì)在必行事情。研究提高汽車空調(diào)節(jié)能和環(huán)保性能辦法，以及如何滿足汽車空調(diào)使用者對(duì)節(jié)能和環(huán)保規(guī)定。當(dāng)前汽車空調(diào)節(jié)能和環(huán)保在國內(nèi)外有很遼闊發(fā)展空間，對(duì)其研究改進(jìn)可帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益。背景及意義隨著人們生活水平提高，汽車消費(fèi)量也在與日俱增，人們?cè)谫徺I汽車同步對(duì)汽車空調(diào)能耗提出了更高規(guī)定。空調(diào)作為汽車重要部件，其能耗高低是影響汽車消費(fèi)者選購及使用汽車重要指標(biāo)之一。當(dāng)前汽車空調(diào)大多都處在側(cè)重于舒服性設(shè)計(jì)階段，而能耗大小在另一方面，這種設(shè)計(jì)方式不但能耗沒有減少并且其環(huán)保性也不高，滿足不了當(dāng)今消費(fèi)者對(duì)汽車空調(diào)規(guī)定。針對(duì)這一狀況，本文從構(gòu)造、使用、維護(hù)及技術(shù)等多方面闡述了汽車空調(diào)節(jié)能辦法，從而使汽車在保證車內(nèi)舒服性同步具備更好經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境和諧性。隨著汽車消費(fèi)群體對(duì)汽車空調(diào)節(jié)能和環(huán)保規(guī)定越來越高，老式汽車空調(diào)單一性舒服性條件已無法滿足人們對(duì)汽車空調(diào)保證原有舒服性基本上節(jié)能和環(huán)保規(guī)定，對(duì)既有汽車空調(diào)進(jìn)行改進(jìn)和改造迫在眉睫。提高汽車空調(diào)節(jié)能和環(huán)保性能辦法，以及如何滿足汽車空調(diào)使用者對(duì)節(jié)能和環(huán)保規(guī)定。當(dāng)前汽車空調(diào)節(jié)能和環(huán)保在國內(nèi)外有很遼闊發(fā)展空間，對(duì)其研究改進(jìn)可帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀第二次世界大戰(zhàn)后，汽車空調(diào)開始了實(shí)質(zhì)性發(fā)展，不但數(shù)量上迅速發(fā)展，技術(shù)上也不斷更新，人們?cè)絹碓浇Y(jié)識(shí)到汽車空調(diào)好處。[2]汽車裝有空調(diào)后，提高了乘坐舒服性。國內(nèi)汽車空調(diào)起步較晚，從上世紀(jì)60年代初，才開始在紅旗轎車上采用空調(diào)。近年來發(fā)展速度不久，國產(chǎn)轎車已80%裝有空調(diào)。國內(nèi)既有重要汽車空調(diào)生產(chǎn)廠家20多家，其中絕大某些是引進(jìn)國外技術(shù)生產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備，尚有些是中外合資公司，國內(nèi)汽車空調(diào)技術(shù)研究和開發(fā)與國外差距正在逐漸縮小。從當(dāng)前國內(nèi)汽車空調(diào)生產(chǎn)狀況來看，壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器國產(chǎn)化率并不高，大多數(shù)還是用國外產(chǎn)品或技術(shù)，這也是制約國內(nèi)汽車空調(diào)向前發(fā)展一大絆腳石。新型R134a汽車空調(diào)裝置正處在推廣運(yùn)用中。然而當(dāng)全世界大張旗鼓運(yùn)用R134a取代R12技術(shù)轉(zhuǎn)換工作時(shí)，由于環(huán)保問題越來越受到注重，人們又被R134a溫室效應(yīng)所困擾，R134a與潤(rùn)滑油相容性也不能令人滿意，[8]R134a以為只是一種過渡性代替物，古老CO2制冷劑將重新受到注重。

汽車空調(diào)概述汽車空調(diào)作用空調(diào)即空氣調(diào)節(jié)，空氣調(diào)節(jié)就是對(duì)一封閉空間內(nèi)空氣溫度，濕度，清新度等進(jìn)行調(diào)節(jié)，使封閉空間空氣環(huán)境達(dá)到對(duì)人體最適當(dāng)狀態(tài)。而汽車空調(diào)就是用于汽車上空調(diào)系統(tǒng)。汽車空調(diào)擁有制冷功能，通過對(duì)空氣冷卻除濕使車內(nèi)達(dá)到?jīng)隹焓娣?。而取暖功能在冬天通過對(duì)車內(nèi)空氣加熱除濕，使車內(nèi)達(dá)到溫暖舒服限度。當(dāng)車內(nèi)空氣混濁時(shí)候可以通過空氣凈化裝置除去進(jìn)入車內(nèi)空氣中塵埃，異味，使車內(nèi)空氣變得清潔。還可以控制通風(fēng)口氣流速度給人以舒服享有。汽車空調(diào)發(fā)展概況汽車空調(diào)技術(shù)隨著汽車日益普及以及人們對(duì)汽車舒服性，安全性規(guī)定提高而發(fā)展起來。其發(fā)展過程大體為：?jiǎn)我蝗∨?，單一制冷，冷暖一體，自動(dòng)控制，微解決器控制五個(gè)階段。1.單一取暖階段1927年，在美國紐約市場(chǎng)上浮現(xiàn)了第一臺(tái)汽車空調(diào)裝置，這種裝置只能稱之為“加熱器”，只是在汽車車廂內(nèi)增長(zhǎng)了熱量，能起到一定保暖作用。當(dāng)前在寒冷北歐，亞洲北部地區(qū)仍在使用這種單一取暖功能空調(diào)系統(tǒng)。2.單一制冷階段1939年美國一方面在轎車上安裝機(jī)械式制冷空調(diào)，為世界汽車空調(diào)市場(chǎng)開辟了發(fā)展之路。這種單一冷氣裝置只能在夏天使用，起降溫作用。這種單一制冷空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)前仍在熱帶，亞熱帶地區(qū)使用。3.冷暖一體化階段1954年，第一臺(tái)冷暖一體化整體式汽車空調(diào)設(shè)備在美國Nash牌小客車上浮現(xiàn)。汽車空調(diào)才開始具備調(diào)控車內(nèi)溫度和濕度功能。當(dāng)前這種空調(diào)系統(tǒng)已得到廣泛使用。4.自動(dòng)控制階段人工控制冷暖一體化空調(diào)系統(tǒng)增長(zhǎng)了駕駛員操作量，且不易實(shí)現(xiàn)最佳調(diào)節(jié)效果。因而人們就開始著手研究自動(dòng)控制汽車空調(diào)。1964年，第一臺(tái)自動(dòng)控溫汽車空調(diào)在美國通用汽車公司凱迪拉克豪華轎車中浮現(xiàn)。這種空調(diào)系統(tǒng)可以預(yù)先設(shè)立溫度，空調(diào)能自動(dòng)地工作，將車內(nèi)溫度控制在設(shè)定范疇內(nèi)。微解決器控制階段1973年美國和日本聯(lián)合研究由微解決器控制汽車空調(diào)系統(tǒng)，并在1977年用于轎車上。相比于模仿控制自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)，微解決器控制系統(tǒng)其功能提高了，并實(shí)現(xiàn)了空調(diào)運(yùn)營與汽車運(yùn)營有關(guān)統(tǒng)一。從而提高了汽車整體性能和乘坐舒服性。汽車空調(diào)工作環(huán)境及規(guī)定汽車空調(diào)工作環(huán)境與室內(nèi)空調(diào)有很大區(qū)別，因而對(duì)其有特殊規(guī)定。[4]其特殊性有一下幾方面：（1）承受頻繁振動(dòng)及沖擊，因而汽車空調(diào)規(guī)定零部件有足夠強(qiáng)度和抗振能力，規(guī)定系統(tǒng)管路連接牢固，防泄漏能力強(qiáng)。（2）空調(diào)熱負(fù)荷大，規(guī)定汽車空調(diào)制冷量大，降溫藥訊速。（3）需要汽車發(fā)動(dòng)機(jī)承擔(dān)空調(diào)動(dòng)力源，獨(dú)立式汽車空調(diào)除外。規(guī)定汽車空調(diào)效率要高，空調(diào)設(shè)備大小選取和控制要合理既能滿足制冷需要又不會(huì)影響汽車正常行駛。（4）汽車構(gòu)造空間有限，因此規(guī)定汽車空調(diào)構(gòu)造緊湊，各部件體積要小，重量輕。汽車空調(diào)系統(tǒng)基本構(gòu)成當(dāng)代汽車基本已采用冷暖一體化自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)，此類自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)由制冷系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、通風(fēng)和空氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、空氣凈化裝置以及電子控制系統(tǒng)五個(gè)某些構(gòu)成。制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)通過做功將車內(nèi)熱量搬到空氣中，制冷系統(tǒng)工作時(shí)通過制冷劑氣態(tài)與液態(tài)互相轉(zhuǎn)換，進(jìn)行吸熱與放熱熱循環(huán)過程，從而減少了車內(nèi)空氣溫度。采暖系統(tǒng)冬季空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水箱余熱、廢棄余熱或者運(yùn)用燃燒器燃燒熱，通過加熱器加熱空氣，再通過風(fēng)機(jī)進(jìn)入車內(nèi)，使車內(nèi)溫度升高。3.通風(fēng)和空氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)在車內(nèi)空氣混濁，不流通時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)可通過鼓風(fēng)機(jī)、進(jìn)風(fēng)口風(fēng)門、風(fēng)道，將車外新鮮空氣引入車內(nèi)，達(dá)到換氣目；空氣溫度調(diào)節(jié)則是通過相應(yīng)控制開關(guān)控制進(jìn)入風(fēng)量，并將冷風(fēng)、熱風(fēng)、新鮮空氣合理地混合，達(dá)到駕駛員設(shè)定適當(dāng)氣流送入車內(nèi)?？諝鈨艋b置當(dāng)車內(nèi)空氣有大量塵埃、異味或其她有害氣體時(shí)，可以通過空氣凈化裝置使車內(nèi)空氣變得清新。5.自動(dòng)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)由各種傳感器、控制器及執(zhí)行器構(gòu)成，通過這些原器件來控制壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，節(jié)流閥開口大小，風(fēng)速等，來實(shí)現(xiàn)車內(nèi)溫度風(fēng)速適當(dāng)性。汽車空調(diào)類型不同通途，不同類型汽車均有相應(yīng)空調(diào)系統(tǒng)，因此當(dāng)代汽車空調(diào)有諸各種構(gòu)造類型。其大體有如下幾種。1.按空調(diào)功能分：有單獨(dú)功能空調(diào)系統(tǒng)，要么只有制冷，要么只有取暖。其系統(tǒng)是各自獨(dú)立工作互相之間互不干涉。此類空調(diào)多用于大型客車和載貨汽車上。尚有就是冷暖一體化空調(diào)系統(tǒng)，制冷、取暖、通風(fēng)都用一種風(fēng)機(jī)一種風(fēng)道，可在控制面板上對(duì)它進(jìn)行控制。此類空調(diào)多用于轎車上。2.按壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)方式分：有獨(dú)立式空調(diào)，該空調(diào)系統(tǒng)壓縮機(jī)有專門發(fā)動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，不和汽車共用發(fā)動(dòng)機(jī)。制冷量也非常大，工作穩(wěn)定，成本高。但此類空調(diào)質(zhì)量大，多用于大型豪華大巴上。尚有就是非獨(dú)立式空調(diào)，此類空調(diào)壓縮機(jī)與汽車共用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力。因而它構(gòu)造緊湊，但其制冷性能受汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作影響，工作穩(wěn)定性較差。多用于小型客車和轎車。3.按開空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式分：有手動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)，此類空調(diào)要由駕駛員通過控制面板上功能鍵完畢對(duì)車內(nèi)溫度、風(fēng)速、風(fēng)向調(diào)節(jié)。當(dāng)前此類空調(diào)還用于大多數(shù)汽車上。另一類就是自動(dòng)控制空調(diào)系統(tǒng)，它由電子控制器依照有關(guān)傳感器電信號(hào)，自動(dòng)對(duì)車內(nèi)溫度、風(fēng)速、風(fēng)向進(jìn)行調(diào)節(jié)?？梢詫?shí)現(xiàn)全面、全方位最佳調(diào)節(jié)。而卻自動(dòng)控制空調(diào)系統(tǒng)又分模仿控制和微機(jī)控制兩種，當(dāng)代汽車越來越多地采用微機(jī)控制自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)。汽車空調(diào)特點(diǎn)汽車是使用于道路運(yùn)送用，因此汽車常年置于太陽，風(fēng)雪之中，隔熱辦法也是有限；汽車行駛時(shí)尚有大量風(fēng)進(jìn)入車內(nèi)，導(dǎo)致車內(nèi)熱負(fù)荷增大；汽車行駛速度也是變化無常，很難保證空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)營。因而汽車空調(diào)比室內(nèi)空調(diào)工作環(huán)境惡劣得多。其詳細(xì)工作特點(diǎn)有如下幾點(diǎn)：在夏季時(shí)，由于汽車內(nèi)部空間較小，始終受陽光照射，并且還受地面輻射熱，發(fā)動(dòng)機(jī)輻射熱和人體散熱。因而汽車空調(diào)熱負(fù)荷是非常大。汽車空調(diào)制冷壓縮機(jī)是不能用電力做動(dòng)力，它是靠發(fā)動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)，因而在汽車行駛路況不同狀況下，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速等會(huì)受一定影響。汽車行駛速度快，制冷量就大；低速時(shí)制冷量就小，特別是轎車空調(diào)。同步對(duì)汽車加速性能等也導(dǎo)致有關(guān)影響。由于汽車是“移動(dòng)房間”因此空間緊湊，空調(diào)裝置布置起來比較困難，因而各種汽車空調(diào)部件通用性較差。汽車內(nèi)乘員所占空間比較大，加上座椅等高低不同布置，直接影響了車內(nèi)風(fēng)速和溫度分布均勻性。從而一定限度上影響了人舒服性。大多數(shù)汽車?yán)淠鞫嘉挥诎l(fā)動(dòng)機(jī)水箱前，因而受水箱輻射熱影響，冷凝效果較差。導(dǎo)致冷凝壓力偏高。當(dāng)汽車在顛簸不平道路上行駛時(shí)，振動(dòng)厲害，空調(diào)系統(tǒng)連接管路接口處容易松動(dòng)，從而產(chǎn)生制冷劑泄漏現(xiàn)象。汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中制冷劑循環(huán)流量變化范疇大，給設(shè)計(jì)帶來某些困難。汽車空調(diào)發(fā)展方向1.向全自動(dòng)化方向發(fā)展，當(dāng)前在汽車上使用冷暖一體化空調(diào)手動(dòng)控制還占多數(shù)，車內(nèi)溫度，風(fēng)速，風(fēng)量等還得靠人感覺來調(diào)節(jié)。這樣很難達(dá)到最佳狀態(tài)。隨著人們對(duì)汽車舒服性規(guī)定進(jìn)一步提高和微機(jī)控制技術(shù)進(jìn)一步成熟，汽車空調(diào)自動(dòng)控制技術(shù)會(huì)更加完善，其應(yīng)用也將迅速普及。2.空調(diào)系統(tǒng)智能化，為提高汽車舒服性和安全性，汽車空調(diào)在微機(jī)化控制基本上，進(jìn)一步向著智能化方向發(fā)展。除了能分析判斷車內(nèi)空氣溫度、濕度、清新度等參數(shù)并自動(dòng)將車內(nèi)空氣調(diào)節(jié)到人體感覺最適當(dāng)狀態(tài)外，還能依照車內(nèi)外溫差自動(dòng)控制空調(diào)有關(guān)系統(tǒng)工作，以防止汽車玻璃窗上產(chǎn)生霧影響駕駛員視線。3.高效節(jié)能、小型輕量化，部件構(gòu)造更快湊、效率更高、系統(tǒng)布局更合理，是汽車空調(diào)高效節(jié)能、小型輕量化核心。在壓縮機(jī)方面，當(dāng)前大量采用往復(fù)式壓縮機(jī)將逐漸被制冷效率更高渦旋式壓縮機(jī)所取代。冷凝器發(fā)面，將采用換熱效率更高平流式，蒸發(fā)器采用層流式，散熱翅片采用超級(jí)條縫片。在制冷管路方面，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)使管路更加合理。4.采用新空調(diào)技術(shù)，當(dāng)前汽車空調(diào)基本上都是采用蒸汽式壓縮，也可以研究通過其她制冷方式來設(shè)計(jì)汽車空調(diào)系統(tǒng)。如氧化物制冷、固體吸附制冷、吸取式制冷等汽車空調(diào)系統(tǒng)，充分運(yùn)用發(fā)動(dòng)機(jī)余熱或冷卻液熱量來驅(qū)動(dòng)制冷系統(tǒng)，以達(dá)到節(jié)能目。

汽車空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)汽車空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)擬定車體總?cè)莘e92m3，車長(zhǎng)10.7m，寬2.48m，高3.47m大型空調(diào)客車。依照7月1日太陽輻射記錄資料顯示：氣溫為35℃，正午12時(shí)以40km/h車速往正南方向行駛，車室內(nèi)溫度27℃。大概新風(fēng)負(fù)荷占30%，車身圍護(hù)構(gòu)造傳熱占30%以上，人體熱負(fù)荷超過20%，而太陽輻射及玻璃傳熱只占10%；因而若減少熱負(fù)荷應(yīng)以改進(jìn)車身隔熱為主。制冷工況：蒸發(fā)溫度為tk=0℃，冷凝溫度為te=63℃，過冷溫度t4=57℃，吸氣溫度t1=10℃，環(huán)境溫度t0=35℃,壓縮機(jī)正常轉(zhuǎn)速n=1800r/min。依照人體衛(wèi)生規(guī)定，空氣中二氧化碳含量不能超過0.1%，氧氣含量控制在（18～20.7）%。為此，每人應(yīng)有（20～25）m3/h新鮮空氣量。考慮到普通車內(nèi)持續(xù)停留時(shí)間不會(huì)太久，汽車制冷機(jī)容量不也許太大，過多新鮮空氣將消耗過多空調(diào)能量，因而計(jì)算時(shí)，汽車車內(nèi)新鮮空氣量下限可定為11m3/h，或占所有通風(fēng)量10%。以上海市龍港快線B同類型金龍客車KLQ6920E3為例，其詳細(xì)參數(shù)見表1，外觀見圖1。表1整車技術(shù)參數(shù)整車技術(shù)參數(shù)型號(hào):KLQ6920E3外形尺寸長(zhǎng)×寬×高（mm）:10700x2480x3470最大總質(zhì)量（kg）15000座位數(shù)45+1+1(23-49)底盤型號(hào)KLQ6113R最高車速（km/h）115最大爬坡度（％）20制動(dòng)距離（滿載、30km/h）（m）≤10限定條件下燃料消耗量（L/100km）發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)錫柴道依茨7140CC）最大功率/轉(zhuǎn)速[KW(ps)/rpm]162(240)/2200最大扭矩/轉(zhuǎn)速（N.m/rpm）950/1400-1600排量（ml）7140圖1車輛實(shí)物圖汽車空調(diào)熱負(fù)荷計(jì)算在汽車空調(diào)負(fù)荷計(jì)算中有兩種理論計(jì)算辦法[10]：第一種：Q總=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8其中Q總——汽車空調(diào)總負(fù)荷Q1——通過車頂以及車側(cè)壁傳入車內(nèi)熱量Q2——通過車體玻璃表面以對(duì)流方式進(jìn)入車內(nèi)熱量Q3——通過車體玻璃以輻射方式進(jìn)入車內(nèi)熱量Q4——通過地板以熱傳導(dǎo)進(jìn)入車內(nèi)熱量Q5——從發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)以熱傳導(dǎo)方式進(jìn)入車內(nèi)熱量Q6——空調(diào)機(jī)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生熱量Q7——車內(nèi)駕駛員及乘客散發(fā)熱量Q8——通過新風(fēng)漏熱帶進(jìn)車內(nèi)熱量雖然此辦法計(jì)算得出數(shù)據(jù)較精確，但由于運(yùn)用公式繁瑣，使用數(shù)據(jù)較多，不以便計(jì)算因此采用下面一種辦法計(jì)算大巴車熱負(fù)荷。龍港快線類大巴車，屬于長(zhǎng)途客運(yùn)性質(zhì)，不同于都市公交車，它起動(dòng)，停車次數(shù)少，開關(guān)門以及乘客上下車也很少。鑒于對(duì)該車型材料詳細(xì)門窗面積等參數(shù)資料缺少，不能按上述辦法進(jìn)行計(jì)算，所如下面有第二種制冷量計(jì)算辦法。此辦法所得值比辦法一計(jì)算值少量偏大，但比經(jīng)驗(yàn)估算值要精確一點(diǎn)。它制冷量計(jì)算公式：Q1=（A1×N×0.82+A2×V×0.1+A3×S×0.08）×A4×A5Q1——客車空調(diào)所需制冷量A1——乘員制冷因素值，詳細(xì)見表2；N——額定乘員人數(shù)；A2——車內(nèi)空間制冷因素值，6m以上車型為553W/m3V——車內(nèi)空間體積，m3；A3——太陽輻射制冷因素值，6m以上車型為1190W/m2S——車型所有門窗玻璃面積總和，㎡；A4——車型密封保溫效果因素值，見表3；A5——?dú)夂驐l件因素值，見表4。表2乘員制冷因素值乘員人數(shù)乘員制冷因素值（W/人）16~3060031~3757538~4755048~5551556~6550066~8048080以上450表3車輛密封保溫效果因素值車輛密封狀況保溫效果因素值玻璃鋼車頂，填充厚度不不大于20mm隔熱材料，地板及側(cè)圍保溫良好，玻璃窗車門密封良好1薄鋼板外蒙皮，但車頂與側(cè)圍隔熱采用整體發(fā)泡，厚度不不大于20mm，地板隔熱良好，玻璃窗車門密封良好1薄鋼板外蒙皮，填充厚度不不大于20mm隔熱材料，地板隔熱普通，活動(dòng)窗玻璃，車門密封普通1.03內(nèi)外蒙皮間隔熱層不大于20mm，地板隔熱較差，活動(dòng)窗玻璃，車門密封普通1.08內(nèi)外蒙皮無隔熱層，密封狀況差1.20表4氣候條件因素值地理位置寒冷區(qū)0.94干熱區(qū)1濕熱區(qū)、極熱區(qū)、常熱區(qū)1.04此車型可坐乘客45人，外加駕駛員和副駕駛2人?？?cè)藬?shù)N=47人；因此由表一取A1=550W/人；此大巴車全長(zhǎng)10.7m因此取A2=553W/人，A3=1190W/人；車體總?cè)莘eV=92m3車體所有玻璃門窗面積S有效=k.s，其中k=0.5，因此S有效=59㎡；此車型外表材料為薄鋼板外蒙皮，但車頂與側(cè)圍隔熱采用整體發(fā)泡，厚度不不大于20mm，地板隔熱良好，玻璃窗車門密封良好，因此?。簧虾儆跐駸岬貐^(qū)因此。對(duì)于客車車內(nèi)空間體積，可以按經(jīng)驗(yàn)值估算，V有效=V.k，k=0.4，因此V有效=36.8m3[12]將上述取值帶入計(jì)算式二里面有：Q1=（A1×N×0.82+A2×V有效×0.1+A3×S有效×0.08）×A4×A5=（550×47×0.82+553×36.8×0.1+1190×59×0.08）×1×1.04=30kW汽車空調(diào)壓縮機(jī)選型循環(huán)狀態(tài)參數(shù)擬定由于上述計(jì)算值已有所偏大，因此制冷量值就不需要再進(jìn)行修正。當(dāng)前汽車空調(diào)或家用空調(diào)大某些還是用R134a制冷劑，其某些熱力性質(zhì)如下表5，壓焓圖數(shù)值參照見圖2。表5R134a熱物理性質(zhì)沸點(diǎn)（101.3kpa）℃-26.1臨界溫度℃101.1臨界壓力kpa4066.6液體密度kg/m³1188.1飽和蒸氣壓（25℃）kPa661.9汽化熱/蒸發(fā)潛熱（沸點(diǎn)下，1atm）kJ/kg216圖2R134壓焓圖依照大巴車空調(diào)工況，得出其壓焓圖如圖3所示，各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)如表6所示表6各循環(huán)狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)狀態(tài)號(hào)參數(shù)單位數(shù)值1t1v1h1℃m3/kgkJ/kg100.058163357.962t2h2℃kJ/kg94.3401.072st2sh2s℃kJ/kg803894t4h4℃kJ/kg572565x50.370t0h0℃kJ/kg0351.495圖3循環(huán)狀態(tài)點(diǎn)循環(huán)熱力計(jì)算[4]單位制冷量q0=h0－h(huán)4=95.495kJ/kg制冷量Q1=30kW=30000×3600÷1000=108000kJ/h制冷劑循環(huán)量G=Q1/q0=1130.9kg/h取壓縮機(jī)等熵效率?s=0.72，則：h2=h1+（h2s-h1）÷?s=401.07kJ/kg單位壓縮功W1=h2-h1=43.11kJ/kg壓縮功N=G×W1=48753.1W取輸氣系數(shù)λ=0.7.從而壓縮機(jī)排氣量可得：Vh=1.67×104×（Q1×v1÷q0÷n÷λ）=871.8cm3/r壓縮機(jī)選配依照排氣量Vh=871.8cm3/r，可選比澤爾品牌6NFC（Y)型壓縮機(jī)，其理論排量由轉(zhuǎn)速不同在781.48cm3/r~1616.6cm3/r，滿足排量規(guī)定，壓縮機(jī)理論制冷量在該題目規(guī)定工況下Q=32kW>Q1=30kW。膨脹閥選型系統(tǒng)制冷量Q1=30kW，即30000/3300=9冷噸，因此可選用容量為10冷噸膨脹閥。依照系統(tǒng)制冷量Q1=30000/1.163=25795.35kcal/h>6000kcal/h，故選用外平衡式熱力膨脹閥。可選用艾默生TCL-E10-HC-5FT型號(hào)膨脹閥。蒸發(fā)器設(shè)計(jì)工況參數(shù)進(jìn)口空氣狀態(tài)參數(shù)：干球溫度27℃，相對(duì)濕度51%。出口空氣狀態(tài)參數(shù)：干球溫度12℃，相對(duì)濕度90%。本地大氣壓力PB=101.32kPa，蒸發(fā)溫度0℃，規(guī)定制冷Q1=30kW。幾何參數(shù)選定選ф20×0.35內(nèi)螺紋紫銅管，翅片厚度δf=0.2mm鋁片，片距Sf=2.2mm，橫向管中心距S1=35mm，排間距為S2=40mm，管子呈正三角形叉排，管排數(shù)為4，圖4所示為翅片管構(gòu)造示意圖。其單排管子簡(jiǎn)圖如圖5。圖4構(gòu)造圖圖5管內(nèi)部簡(jiǎn)圖依照以上條件進(jìn)行構(gòu)造尺寸計(jì)算：翅片根部外徑db=d0+2δf=20.4mm翅片管當(dāng)量直徑deq=4（S1-db）（Sf-δf）÷2（S1-db+Sf-δf）=4（35-20.4）（2.2-0.2）÷2（35-20.4+2.2-0.2）=3.518mm管內(nèi)徑di=d0-2δ=19.3mm管平均直徑dm=（di+d0）/2=19.65mm單位管長(zhǎng)管子平均面積fm=dmπ=0.0617m2/m單位管長(zhǎng)管子內(nèi)表面積fi=πdi=0.061m2/m單位管長(zhǎng)翅片面積ff=2（S1S2-πdb2/4）÷Sf×10-3=2（35×40-3.14×20.42÷4）÷2.2×10-3=0.9757m2/m單位管長(zhǎng)管子外表面積fb=πdb（Sf-δf）÷Sf×10-3=3.14×20.4×（2.2-0.2）×10-3=0.1281m2/m單位管長(zhǎng)管子總外表面積ft=ff+fb=0.9757+0.1281=1.104m2/m翅化系數(shù)β=ft/fi=1.104/0.061=18.09迎風(fēng)面積比λ=Amin/Af=（Sf-δf）（S1-db）÷S1Sf=0.379求出空氣在蒸發(fā)器內(nèi)狀態(tài)變化過程由給定進(jìn)出風(fēng)參數(shù)查濕空氣焓-濕圖得出：i1=60kJ/kg，i2=32.5kJ/kg，d1=12.3g/kg，d2=8.9g/kg。在濕空氣焓-濕圖上連接空氣進(jìn)出口狀態(tài)點(diǎn)1和2，并延長(zhǎng)與飽和空氣線交于W點(diǎn)，如圖6所示參數(shù)是iw=29.0kJ/kg，dw=7.51g/kg。圖6焓濕圖在蒸發(fā)器中平均焓為：im=iw+（i1-i2）÷ln=41.6kJ/kg在焓濕圖上由過程線1-2與im=41.6kJ/kg線交點(diǎn)得出：tm=17.5℃，dm=9.4g/kg。由此可以得出析濕系數(shù)ε=1+2.46×（dm-dw）÷（tm-tw）=1.62循環(huán)空氣量計(jì)算Gda=Q0÷（i1-i2）×3600=3927.3kg/h進(jìn)口狀態(tài)干空氣比容v1=RaT1（1+0.0016d1）÷PB=0.872m3/kg因此空氣體積流量為：Va=Gdav1=3424.6m3/h空氣側(cè)換熱系數(shù)計(jì)算1.空氣側(cè)干換熱系數(shù)a0計(jì)算：取迎面風(fēng)速wf=2.5m/s，翅片沿氣流方向長(zhǎng)Ｌ＝6Ｓ１cos300=0.1819m，當(dāng)量直徑deq＝3.518mm=0.0035m，最窄處風(fēng)速wmax=SfS1wf÷（Sf-δf）（S1-db）=2.2×35×2.5÷(2.2-0.2)(35-20.4)=6.6m/s。由tf=（ta1+ta2）/2=20.3℃，從《制冷工質(zhì)熱物理性質(zhì)表和圖》可查得空氣特性參數(shù)如下：空氣運(yùn)動(dòng)粘度νf=1.57×10-6m2/s，空氣導(dǎo)熱系數(shù)λf=2.52×10-2W/m.K。因此L/deq=0.1819/0.0035=51.97Ref=wmax.deq/νf=6.6×0.0035÷1.57×106=1.47×103又A=0.518-0.02315L/deq+0.000425（L/deq）2-3×10-6（L/deq）3=0.042C=A（1.36-0.24Ref/1000）=0.042n=0.45+0.0066L/deq=0.793m=-0.28+0.08Ref/1000=-0.1624由于管路為正三角形叉排布置，則有α0=1.1λfCRefn（L/deq）m/deq=50.79W/m2.K2.凝露工況下當(dāng)量換熱系數(shù)aj按正三角形排列管簇L/B=1，因而得：ρ'=1.27ρ(L/B-0.3)0.5=1.27(L/B-0.3)0.5S1/db=1.27×0.7-2×35÷20.4=1.823六角形翅片當(dāng)量翅高為：h=db（ρ'-1）（1+0.35lnρ'）/2=20.4×（1.823-1）×（1+0.35ln1.823）÷2÷1000=0.01016翅片參數(shù)mw=（2α0.ξ/λfδf）-2=46.5（銅管在20.3℃時(shí)，λf=395W/m.K）凝露工況下翅片效率為：ηfw=th（mwh）/（mw.h）=th0.47244/0.47244=0.932αj=ξα0[(ηfwff+fb)/(ff+fb)]=1.737×50.79[(0.932×0.9757+0.1281)÷(0.9757+0.1281)]=82.92W/m2.K管內(nèi)R134a蒸發(fā)時(shí)換熱系數(shù)計(jì)算R134a進(jìn)入蒸發(fā)器時(shí)干度x1=0.37，出蒸發(fā)器時(shí)干度x2=1.0。在te=0℃時(shí)，查取B=1.185（B為與制冷劑種類和蒸發(fā)溫度關(guān)于常數(shù)），則R134a總流量為：Gr=Q0/[r(x2-x1)]=30×3600÷[(197.5×(1-0.37)]=867.993kg/h式中r為0℃時(shí)R134a氣化潛熱，單位為kJ/kg。預(yù)計(jì)內(nèi)表面熱流量qi=11000W/m2，由此取R134a質(zhì)量流速g=110kg/m2.s，則R134a總流通截面為：A=Gr/g=867.993÷110÷3600=2.19×10-3m2每根管子有效流通截面為：Ai=πdi2/4=2.924×10-4m2故蒸發(fā)器分路數(shù)為：Z=A/Ai=7.49取Z=8（為以便分路，因此Z取8），每一種分路R134a流量為：Gd=Gr/3600Z=0.03014kg/s于是R134a在管內(nèi)蒸發(fā)時(shí)換熱系數(shù)為：ai=BGd0.2.qi0.6÷di0.6=1.185×0.030140.2.qi0.6÷0.01930.6=6.284qi0.6傳熱系數(shù)K0及傳熱溫差θm計(jì)算由于R134a與所用PAG油互溶，因此可忽視管內(nèi)側(cè)污垢熱阻，取管壁導(dǎo)熱熱阻和翅片與管壁接觸熱阻之和為4.8×10-3m2.K/W，則有：K0=1/[(ft/fi/ai)+rw+rs+(ft.rt/fm)+(1/aj)]=1/[(18.09/6.284qi0.6)+0.0048+1/82.92]=1/(2.879/qi0.6+0.01686)若不計(jì)R134a阻力對(duì)蒸發(fā)溫度影響，則傳熱溫差為：θm=（ta1-ta2)÷ln[(ta1-te)/(ta2-te)]=19.4℃單位熱流量及蒸發(fā)器構(gòu)造尺寸擬定q0=K0.θm=19.4/(2.879/qi0.6+0.01686)又qi=βq0=18.09q0，因此有：qi=18.09×19.4÷（2.879/qi0.6+0.01686)通過求解可得：qi=11038.7W/m2，與本來假設(shè)qi=11000W/m2基本相符，不需要再重新計(jì)算。q0=qi/β=11038.7÷18.09=610.21W/m2,由此可得所需換熱面積為：Fi=Q0/qi=30000/11038.7=2.717m2，F(xiàn)0=Q0/q0=30000/610.21=49.16m2。通過上述計(jì)算可擬定蒸發(fā)器尺寸：所需傳熱管長(zhǎng)Lt=F0/ft=49.16/1.104=44.53m迎風(fēng)面積Ff=Va/wf=3424.6/（2.5×3600）=0.3805m2取蒸發(fā)器長(zhǎng)A=800mm，高B=480mm，則實(shí)際迎風(fēng)面積Ff=0.8×0.48=0.384m2。已選管間距S1=35mm，故每排管子數(shù)nB=B/S1=14，即14列：長(zhǎng)度方向管子nL=4共布置56根傳熱管，其總長(zhǎng)Lt‘=0.8×56=44.8m，略不不大于Lt=44.53m，故滿足設(shè)計(jì)規(guī)定。制冷劑流動(dòng)阻力及其對(duì)傳熱溫差影響計(jì)算R134a質(zhì)量流速g=4Gd/（πdi2）=112.82kg/（m2.s），按設(shè)計(jì)值Fi=Lt.πdi=2.699m2，qi=Q0/Fi=30000/2.717=11041.6W/m2R134a在管內(nèi)蒸發(fā)時(shí)阻力可計(jì)算如下：Δp0=5.986×10-5×l.(qi.g)0.91/di=5.986×10-5×0.8×4×(11041.6×112.82)0.91÷0.0193=3.50kPaR134a在管內(nèi)蒸發(fā)時(shí)蒸發(fā)溫度減少值為：Δte=(δte/δp0)te-0℃Δp0=0.091×3.50=0.319℃因此實(shí)際傳熱溫差為：θm=[(ta1-t01)-(ta2-t02)]÷ln[(ta1-t01)/(ta2-t02)]=[(27-0.319)-(12-0)]÷ln[(27-0.319)/(12-0)]=18.37℃與環(huán)節(jié)七中所用θm=19.4℃較為接近，因此以為滿足規(guī)定?？諝鈧?cè)阻力計(jì)算在蒸發(fā)器中空氣平均參數(shù)：比容vm=RaTm[(1+0.0016dm)/(1+0.001dm)]/pB=[287.4×(273+17.5)×(1+0.0016×19.65)]÷[101320×(1+0.001×19.65)]=0.8335m3/kg密度ρm=1/vm=1/0.8335=1.20kg/m3空氣流過翅片管簇，在規(guī)定工況下阻力為：Δpd=9.81A×（L/deq）.（ρmwmax）1.7=9.81×0.0113×0.1819÷0.0035×（1.2×6.6）1.7=194.24Pa凝露工況下由于凝結(jié)水滯留在翅片表面形成薄層水膜，因而凝露工況下空氣側(cè)流動(dòng)阻力增大，則有：Δpw=ψ.Δpd=1.26×194.24=244.74Pa上式中ψ為凝露工況下阻力增長(zhǎng)系數(shù)。冷凝器工況參數(shù)擬定蒸發(fā)溫度te=0℃，冷凝溫度tk=63℃,排氣溫度t2=94℃，空氣進(jìn)口溫度tai=35℃，采用比澤爾6NFC（Y)型壓縮機(jī)，壓縮機(jī)理論排氣量84.4m3/h，GR=838kg/h。幾何參數(shù)擬定為以便蒸發(fā)器冷凝器加工生產(chǎn)，這里選用幾何尺寸盡量與蒸發(fā)器一致。選用ф20×0.35紫銅管，翅片厚度δf=0.2mm鋁片，片距Sf=2.2mm，橫向管中心距S1=35mm，排間距為S2=40mm，管簇順排布置，管數(shù)nL=4（沿氣流方向）。據(jù)此進(jìn)行構(gòu)造尺寸計(jì)算：翅片根部外徑db=d0+2δf=20.4mm。當(dāng)量直徑deq=4（S1-db）（Sf-δf）÷2（S1-db+Sf-δf）=4（35-20.4）（2.2-0.2）÷2（35-20.4+2.2-0.2）=3.518mm管內(nèi)徑di=d0-2δ=19.3mm管平均直徑dm=（di+d0）/2=19.65mm單位管長(zhǎng)管子平均面積fm=dmπ=0.0617m2/m單位管長(zhǎng)管子內(nèi)表面積fi=πdi=0.061m2/m單位管長(zhǎng)翅片面積ff=2（S1S2-πdb2/4）÷Sf×10-3=2（35×40-3.14×20.42÷4）÷2.2×10-3=0.9757m2/m單位管長(zhǎng)管子外表面積fb=πdb（Sf-δf）÷Sf×10-3=3.14×20.4×（2.2-0.2）×10-3=0.1281m2/m單位管長(zhǎng)管子總外表面積ft=ff+fb=0.9757+0.1281=1.104m2/m翅化系數(shù)β=ft/fi=1.104/0.061=18.09迎風(fēng)面積比λ=Amin/Af=（Sf-δf）（S1-db）÷S1Sf=0.379擬定冷凝器熱負(fù)荷及空氣流量取進(jìn)出口空氣溫差為10℃，則空氣出口溫度tao=45℃，進(jìn)出口空氣平均溫度tam=（tao+tai）/2=40℃，壓縮機(jī)排氣溫度ts=94.3℃時(shí)蒸氣焓hs=419.78kJ/kg，過冷溫度57℃液體焓hc=282.85kJ/kg，故：Qk=GR.（hs-hc）/3600=838×（419.78-282.85）÷3600=31.874kW平均溫度tam=40℃下空氣物性參數(shù)如下：空氣密度ρa(bǔ)=1.091kg/m3，空氣比熱cpa=1.013kJ/（kg.K），空氣流量Va為：Va=Qk/[ρa(bǔ)cpa.(tao-tai)]=31.874÷(1.091×1.013×10)=2.884m3/s計(jì)算空氣側(cè)換熱系數(shù)及翅片效率取迎風(fēng)面風(fēng)速wf=4m/s，最窄處風(fēng)速wmax=wf/λ=4/0.379=10.55m/s，空氣在平均溫度tam=40℃時(shí)，其運(yùn)動(dòng)粘度νf=17.5×10-6m2/s，導(dǎo)熱系數(shù)λf=0.0272W/m.K，故有Ref=wmaxdeq/νf=10.55×3.518÷17.5×103=2120.85，L/deq=2S2/deq=22.74。又A=0.518-0.02315L/deq+0.000425（L/deq）2-3×10-6（L/deq）3=0.1761C=A（1.36-0.24Ref/1000）=0.1499n=0.45+0.0066L/deq=0.6001m=-0.28+0.08Ref/1000=-0.1103因此有：a0=CRefnλf（L/deq）m/deq=0.1499×2120.850.6×0.0272×22.74-0.1103/0.003518=79.04W/（m2.K）對(duì)順排翅片管簇：ρ=B/db=40/20.4=1.9608，L/B=1ρ‘=1.28ρ(L/B-0.2)0.5=2.245，正方形翅片當(dāng)量翅高為：h’=db（ρ‘-1）（1+0.35lnρ‘）/2=0.01629m翅片參數(shù)m=（2a0/λfδf）0.5=62.40（其中λf=203W/（m.℃）為鋁片在39℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)），故翅片效率為：ηf=th（mh‘）/mh’=0.96表面效率ηs=1-ff（1-ηf）/ft=1-0.9757（1-0.96）/1.104=0.871計(jì)算管內(nèi)側(cè)冷凝換熱系數(shù)ai假設(shè)壁面tw=55℃，則平均溫度tm=（tw+tk）/2=59℃。此溫度下R134a物性參數(shù)如下：氣化潛熱rs=139.895kJ/kg，密度ρ=1059.14kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.06664W/（m.K），運(yùn)動(dòng)粘度ν=3.6233×10-6m2/s，Rs0.25=3.44，綜合系數(shù)Bm=（9.81ρλ3/ν）m0.25=30.35，從而懂得R134a在管內(nèi)冷凝時(shí)放熱系數(shù)為：ai=0.683Rs0.25Bmdi-0.25（tk-tw）-0.25=224.85（tk-tw）-0.25忽視銅管管壁和接觸熱阻，則由管內(nèi)外熱平衡可以得出：Aidiπ（tk-tw）=ηsa0ft（tw-ta）即：224.85×π×0.0193（63-tw）0.75=0.871×224.85×1.104（tw-39）由上式可計(jì)算得：tw=56.34℃，與上述假設(shè)值較為接近，因此不用再重新計(jì)算，有ai=224.85（63-56.34）=1497W/（m2.K）。計(jì)算傳熱系數(shù)及傳熱面積取管內(nèi)污垢熱阻ri=0，管外污垢熱阻r0=0.0001m2.K/W，則有：==25.67W/（m2.K）平均傳熱溫差θm=（ta2-ta1）/ln[(tk-ta1)/(tk-ta2)]=（45-35）/ln[（63-35）/（63-45）]=22.68W/（m2.K）因此所需傳熱面積為：F0=Qk/（K0.θm）=31874÷22.68÷23.78=59.1m2所需翅片管總長(zhǎng)Lt=F0/ft=59.1/1.104=53.5m擬定冷凝器構(gòu)造尺寸選用垂直氣流方向管排數(shù)nB=14，又由于沿氣流方向管排數(shù)nL=4，因此有：寬A=Lt/（nB.nL）=0.956m高B=nB.S1=0.035×14=0.49m深C=nL.S2=4×0.040=0.16m考慮到風(fēng)速變化性，不均勻性，取實(shí)際寬A=1m，則迎風(fēng)面積為：Af=A.B=1×0.49=0.49m2實(shí)際風(fēng)速wf=Va/Af=2.884/0.49=5.88m/s，與本來假設(shè)迎面風(fēng)速較為相近，因此不必再做計(jì)算。計(jì)算空氣則阻力及選定風(fēng)機(jī)空氣橫向流過整套片順排管簇時(shí)阻力為：Δpa=9.81A（L/deq）（ρwmax）1.7=9.81×0.0113×22.74×（1.091×10.55）1.7=161.58Pa故冷凝器所需風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量為：Va=2.884m3/s=173.04m3/min可選用風(fēng)量為90m3/min，靜壓為165Pa軸流風(fēng)機(jī)兩臺(tái)。

節(jié)能性分析原有車輛空調(diào)系統(tǒng)參數(shù)簡(jiǎn)介車輛原有制冷裝置為后置非獨(dú)立式制冷裝置，壓縮機(jī)由大巴車發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，在使用空調(diào)制冷時(shí)壓縮機(jī)所占用主機(jī)功率為10%-15%，并且會(huì)影響汽車加速和爬坡能力。該車發(fā)動(dòng)機(jī)選用錫柴道依茨7140CC，功率為162千瓦，空調(diào)系統(tǒng)采用松芝空調(diào)，采用4PFCY比澤爾壓縮機(jī)。該空調(diào)電壓采用24V直流，電流強(qiáng)度采用150A保險(xiǎn)絲；其中蒸發(fā)器電機(jī)6組，工作電流為不大于50A，冷凝器電機(jī)4組，工作電流不大于50A。同步空調(diào)功率遠(yuǎn)較轎車為大，空調(diào)裝置制冷量為2.6萬大卡（約30kW）。這里空調(diào)系統(tǒng)制冷量與前一某些所計(jì)算制冷量同樣，闡明設(shè)計(jì)還是比較合理。背面核心還是在所用系統(tǒng)設(shè)備方面差別。對(duì)于此套空調(diào)設(shè)備能效比咱們可做簡(jiǎn)樸計(jì)算。取最大制冷量Q0=30kW，這樣條件下壓縮機(jī)所用功率應(yīng)當(dāng)占總功率15%，即：Q壓=162×15%=24.3kW。因此COP大概為η=Q0/Q壓=30/24.3=1.23原非獨(dú)立式空調(diào)系統(tǒng)特點(diǎn)非獨(dú)立式大中型客車制冷裝置是由主發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)制冷壓縮機(jī)。其特點(diǎn)是冷氣系統(tǒng)構(gòu)造簡(jiǎn)樸，不需輔助發(fā)動(dòng)機(jī)，不必另占空間，質(zhì)量小，造價(jià)低。但是制冷強(qiáng)度隨汽車運(yùn)營工況變化而變化，汽車車速和負(fù)荷變化時(shí)，制冷系統(tǒng)工況就不穩(wěn)定，特別是怠速時(shí)，不能保證制冷系統(tǒng)有足夠能量。同步，當(dāng)車輛行駛在較差路面或爬坡時(shí)，由于制冷系統(tǒng)需占主發(fā)動(dòng)機(jī)10％～15％動(dòng)力，會(huì)影響汽車加速和爬坡能力[5]。非獨(dú)立式空調(diào)系統(tǒng)布置簡(jiǎn)圖后置非獨(dú)立式客車制冷裝置即原大巴車空調(diào)系統(tǒng)布置圖如圖7，圖8為壓縮機(jī)與主機(jī)連接圖。圖7非獨(dú)立式系統(tǒng)布置圖圖8壓縮機(jī)與主機(jī)連接當(dāng)前設(shè)計(jì)節(jié)能分析與該大巴車配備制冷量大小同樣總制冷量Q0=30kW，考慮到車輛在高速公路上行駛性能以及乘客乘坐舒服性，對(duì)于此類型旅游型大巴，經(jīng)常啟動(dòng)就要行駛數(shù)小時(shí)才停車休息，若使用非獨(dú)立式空調(diào)系統(tǒng)，那么在夏天使用空調(diào)時(shí)，汽車加速就比較慢，并且發(fā)動(dòng)機(jī)始終處在高負(fù)荷運(yùn)營狀態(tài)下，燃油消耗增大不說，發(fā)動(dòng)機(jī)由于始終處在較熱狀態(tài)效率必定會(huì)下降不少。對(duì)機(jī)器壽命來說不是一件好事。但如果采用獨(dú)立式空調(diào)系統(tǒng)，那么汽車加速性能，舒服性，爬坡性能等都會(huì)有很大提高空間。對(duì)軸荷分派較為有利，可改進(jìn)前軸負(fù)荷偏小問題。機(jī)組通風(fēng)散熱良好，使用、維修、安裝以便。[13]冷風(fēng)垂直風(fēng)管可直接靠側(cè)窗立柱上行，構(gòu)造簡(jiǎn)樸。對(duì)因前軸負(fù)荷偏小，方向盤發(fā)飄狀況有一定改進(jìn)，對(duì)操縱穩(wěn)定性和行駛安全性都較為有利。綜上所述，采用獨(dú)立式空調(diào)系統(tǒng)理論上非獨(dú)立式空調(diào)系統(tǒng)好處多一點(diǎn)。下面再通過能效比來分析一下，若將該大巴車這套空調(diào)系統(tǒng)改為獨(dú)立式，那么只多用一臺(tái)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)，通過理論計(jì)算，可選用N485K型4缸柴油機(jī)其詳細(xì)參數(shù)如下：表7N485K型4缸柴油機(jī)詳細(xì)參數(shù)缸徑行程排量功率額定轉(zhuǎn)速重量85mm95mm1.256L22kW1800r/min330kg經(jīng)計(jì)算比較，該發(fā)動(dòng)力可以帶動(dòng)30kW制冷量壓縮機(jī)正常運(yùn)營。其風(fēng)機(jī)等動(dòng)力還是通過主機(jī)發(fā)動(dòng)力電力提供。下面對(duì)其進(jìn)行能效計(jì)算如下：該輔助發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率P=22kW，已知最大制冷量Q0=30kW，因此COP=Q0/P=30÷22=1.36因此與原系統(tǒng)COP相比增長(zhǎng)Δ=1.36-1.23=0.13原有非獨(dú)立式系統(tǒng)，主機(jī)壓縮機(jī)都位于大巴車尾部，在新設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，可將輔助發(fā)動(dòng)力和壓縮機(jī)，冷凝器置于大巴車中部，接近車頭地方，這樣可以合理將質(zhì)量均勻分布。使車輛尾部不至于過重，影響平衡性。其設(shè)備布置圖大體如圖9。圖9整體構(gòu)造布置圖圖10車頂管道及換熱器布置簡(jiǎn)圖圖11空調(diào)系統(tǒng)布置側(cè)視簡(jiǎn)圖該系統(tǒng)從壓縮機(jī)出口來管子可直接從大巴車車身中部，